Устройство, принцип действия генератора индукторного типа с жидкостным охлаждением

Рис.1. Принципиальная схема генераторной установки. Uф1 — Uф3 - напряжение в обмотках фаз: Ud - выпрямленное напряжение; 1, 2, 3 - обмотки трех фаз статора: 4 - диоды силового выпрямителя; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - нагрузка; 7 - диоды выпрямителя обмотки возбуждения; 8 - обмотка возбуждения; 9 - регулятор напряжения как установить приложение на андроид

Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых: VD1, VD3 и VD5 соединены с выводом "+" генератора, а другие три: VD2, VD4 и VD6 с выводом "-" ("массой"). При необходимости форсирования мощности генератора применяется дополнительное плечо выпрямителя на диодах VD7, VD8, показанное на рис.1, пунктиром. Такая схема выпрямителя может иметь место только при соединении обмоток статора в "звезду", т. к. дополнительное плечо запитывается от "нулевой" точки "звезды".

У значительного количества типов генераторов зарубежных фирм обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на диодах VD9—VD 11.Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении. По графику фазных напряжений (см. рис.1) можно определить, какие диоды открыты, а какие закрыты в данный момент. Фазные напряжения Uф1 действует в обмотке первой фазы, Uф2 - второй, Uф3 - третьей. Эти напряжения изменяются по кривым, близким к синусоиде и в одни моменты времени они положительны, в другие отрицательны. Если положительное направление напряжения в фазе принять по стрелке, направленной к нулевой точке обмотки статора, а отрицательное от нее то, например, для момента времени t1, когда напряжение второй фазы отсутствует, первой фазы - положительно, а третьей - отрицательно. Направление напряжений фаз соответствует стрелкам показанным на рис. 1. Ток через обмотки, диоды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. При этом открыты диоды VD1 и VD4. Рассмотрев любые другие моменты времени легко убедиться, что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генератора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закрытое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление - от вывода "+" генераторной установки к ее выводу "—" ("массе"), т. е. в нагрузке протекает постоянный (выпрямленный) ток. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, но три из них VD2, VD4, VD6 общие с силовым выпрямителем. Так в момент времени t1 открыты диоды VD4 и VD9, через которые выпрямленный ток и поступает в обмотку возбуждения. Этот ток значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. Поэтому в качестве диодов VD9—VD11 применяются малогабаритные слаботочные диоды на ток не более 2 А (для сравнения, диоды силового выпрямителя допускают протекание токов силой до 25 .35 А).

Известно, что автомобильный генератор при работе нагревается, и изрядно — в основном из-за электромагнитных потерь в сердечнике, обмотках и воздушном зазоре между ротором и статором. Чтобы отводить тепло, выделяющееся в результате паразитных процессов, обычные генераторы снабжают ребристыми шкивами-вентиляторами, организуя таким образом воздушное охлаждение. Иногда этого бывает недостаточно. Например, на автомобилях Toyota Celica GT4 конструкторам пришлось предусмотреть подвод воздуха от специальной ноздри на капоте. Но в любом случае это тепло бесполезно рассеивается в окружающей среде, а вдобавок недостаточное охлаждение при малых оборотах двигателя может стать ограничением для повышения мощности генератора.

А что, если снабдить генератор жидкостным охлаждением? По этому пути пошла фирма Delphi, разработав генератор, в закрытом литом корпусе которого предусмотрена рубашка охлаждения, подключаемая к системе охлаждения двигателя. Это имеет ряд преимуществ. Во-первых, исчезает необходимость в крыльчатке воздушного охлаждения, а значит, уменьшаются масса и момент инерции ротора. Во-вторых, теплоемкость штатной системы охлаждения автомобиля такова, что позволяет не бояться перегрева генератора и смело увеличить его отдачу на холостых оборотах. В-третьих, уменьшается время прогрева двигателя — а это дает сокращение токсичных выбросов и быстрый прогрев системы отопления. В-четвертых, слой жидкости поглощает шум при работе генератора. В-пятых, не надо бояться перегрева электронного интегрального регулятора напряжения.